Perturbation causées par l’effet de Couronne

L’effet couronne est à l’origine des perturbations électromagnétiques des ondes radio, car les fréquences du courant de couronne sont du même ordre de grandeur que celles des ondes radio. Les charges créées par ionisation sont brusquement mises en mouvement par le champ superficiel. Le courant qui en résulte crée un champ électromagnétique variable qui se propage dans l’air et provoque la perturbation des ondes radio.

L'effet couronne génère trois types de perturbations : - perturbations radioélectriques,

- bruits acoustiques, - pertes.

IV.6.1.1 Perturbations radioélectriques

Les perturbations radioélectriques dues aux lignes aériennes HT/THT peuvent être provoquées sur une large bande de fréquence par :

- les décharges dues à l’effet Couronne dans l’air à la surface des conducteurs et des

matériels d’équipement ;

- les décharges et amorçages sur des parties des isolateurs suite à de fortes contraintes

électriques ;

- l’amorçage sur de mauvais contacts.

Chapitre IV Phénomènes liés aux voisinages des lignes HT/THT

L’effet nuisible des lignes électriques, et plus généralement de toutes sources perturbatrices, sur la qualité des réceptions radioélectriques [72] est dû à la superposition d’un bruit radioélectrique et de l’onde porteuse du signal utile.

Généralement, le niveau de perturbations dû à l’effet couronne ne devient un élément de conception déterminant que pour les lignes de tension égale ou supérieure à 220 kV.

Le champ perturbateur engendré par l’effet couronne des conducteurs est alors prépondérant. Pour tous les niveaux de tension, le niveau perturbateur du matériel équipant une portée de ligne aérienne doit rester négligeable devant le niveau perturbateur produit par les conducteurs de cette portée.

A partir de l’échelon de tension 220 kV, il convient d’utiliser des conducteurs de diamètre suffisant pour éviter l’apparition d’effluves dues à l’effet de couronne, générateur de pertes, de tensions parasites, et de perturbations radioélectriques.

Pour minimiser l’effet de couronne, il en découle les principes suivants :

- en 220 kV, les câbles de section inférieure à 570 mm² présentent un diamètre trop faible.

Le câble de section 288 mm² peut néanmoins être toléré sur de faibles longueurs.

- en 400 kV, il est fortement recommandé de disposer les câbles par 2 (ou plus) en faisceau. IV.6.1.2 Bruits acoustiques

L’effet couronne produit un bruit, ressemblant au bourdonnement d’abeilles. Le déplacement brusque des ions par le champ superficiel produit une variation locale de la pression de l’air qui se transforme en ondes sonores.

Les perturbations acoustiques apparaissent fréquemment pendant les périodes de mauvais temps et de brouillard. Par beau temps, elles se manifestent le plus souvent pour des lignes soumises à une forte pollution.

Le bruit est un facteur nuisible qui peut avoir des conséquences nuisibles sur le tissu biologique. Le bruit est tellement gênant pour l’environnement qu’il devient le paramètre principal à prendre en considération lors de la réalisation de réseaux THT.

Les éventuelles mesures de bruits doivent être effectuées conformément à la norme NF S 31 010.

IV.6.1.3 Dégagement gazeux

L’ionisation de l’air provoquée par l’effet couronne entraîne la création de gaz nocifs (oxydes d’azote NO - NO2, de radiaux HO - HO2 ainsi que l’ozone O3) responsables d’une

Chapitre IV Phénomènes liés aux voisinages des lignes HT/THT

corrosion des matériaux. Sur des lignes extérieures les conséquences sont moins importantes mais une corrosion notamment des isolants est tout de même remarquable [72, 73].

Corrosion d’un isolant Fissure dans le ciment d’une Porcelaine Figure IV.11 Influence des gaz sur les isolateurs

IV.6.1.4 Vibrations mécaniques

Ce phénomène intervient lorsqu’une pellicule d’eau se dépose sur le conducteur. La pluie, en présence d’un champ électrique va engendrer une vibration des conducteurs de l’ordre de 10 cm avec une fréquence de 1 à 10 Hz. Celle-ci est due au comportement des gouttes d’eau en présence d’un champ magnétique comme est montré par la figure VI.8 [74].

Figure IV.12 Schéma explicatif du phénomène de vibration des conducteurs

Chapitre IV Phénomènes liés aux voisinages des lignes HT/THT

IV.6.1.5 Pertes par effet Couronne

Soit un conducteur HT alimenté en courant alternatif.

- Alternance positive : le conducteur attire les charges négatives et repousse les charges

positives.

- Alternance négative : le conducteur attire les charges positives et repousse les charges

négatives.

Figure IV.13 Emission des charges positives et négatives

Le mouvement des ions provoque une dissipation d’énergie par échauffement suite au frottement avec les atomes de l’air. Cette énergie qui est prélevée du réseau représente les pertes couronnes. Les pertes sont dues à un courant dans le plasma formant la couronne autour du conducteur, dont l’ordre de grandeur est environ ΔP=100 kW [69, 70].

IV.6.1.6 Influence de la pluie

Les gouttes sur la surface du conducteur forment de véritable pointes qui rendent l’effet couronne beaucoup plus intense et des pertes considérables.

- Les lignes haute tension sont conçues de telle façon que l’effet couronne ne devrait

pas poser de problèmes par temps sec ; c’est lorsque le temps est pluvieux qu’il devient vraiment gênant.

- Lorsque la pluie est forte, elle provoque au contraire le lavage de conducteur.

- Le temps améliore l’état de surface du conducteur, car une bonne partie des aspérités

est brulée au fur et à mesure par la décharge elle même.

- Les pertes sont plus grandes pour un conducteur neuf car la graisse favorise

Chapitre IV Phénomènes liés aux voisinages des lignes HT/THT

Figure IV.14 des pointes d’eau sur la surface d’un conducteur